Останні 13 років космічний апарат «Кассіні» безмовно міняв наше розуміння сонячної системи. Місія «Кассіні» - спільний проект американського аерокосмічного агентства NASA і Європейського космічного агентства вартістю 3,62 мільярда доларів - полягала у вивченні газового гіганта Сатурна і його численних місяців. Але вже завтра ця місія підійде до свого в буквальному сенсі палаючого кінця. У п'ятницю, о 7:55 за східним часом Земля перестане отримувати дані від «Кассіні», так як апарат зі швидкістю метеора впаде в атмосферу Сатурна і буде цілеспрямовано знищений. До цього моменту астрономи готувалися багато років.

Всі інструменти космічного апарату як і раніше відмінно працюють, проте тривала місія витратила практично всі паливо, необхідне для корекції орбітальної траєкторії руху зонда навколо Сатурна. Але замість того, щоб просто дозволити апарату вийти з-під контролю і, можливо, розбитися деінде, команда управління місією запрограмувала комп'ютер зонда на входження в атмосферу Сатурна, щоб уберегти супутники планети і будь-які можливі форми життя, що знаходяться на них.

Незважаючи на всі заслуги цього космічного апарату, «Кассіні», якщо можна так висловитися, завжди був аутсайдером. Його місія не була такою яскравою, як місія апарату «Нові горизонти», що пролетів повз Плутона, або будь-який інший місії, пов'язаної з Марсом, куди за пару останніх десятиліть американське агентство відправило не один посадковий модуль і ровер. Теми, пов'язані з місією біля Сатурна, рідко становили головні заголовки новин. Однак відсутність хайпа жодним чином не знизило градус наукової важливості відкриттів, які зробив «Кассіні».

Якщо відкинути формальності, то почалася вона 15 жовтня 1997, коли на борту ракети-носія Titan IVB / Centaur «Кассіні» був виведений на орбіту Землі. Запуск був спільним - ракета-носій виводила також на орбіту і зонд "Гюйгенс", побудований Європейським космічним агентством. Цей апарат був розроблений для висадки на найбільший супутник Сатурна Титан, звідки він зміг би передавати наукові дані дослідникам на Землю.

Запуск відбувався не без ексцесів. Були люди, які протестували проти запуску «Кассіні» через побоювання забруднення середовища плутонієвим паливом, на основі якого працює космічний апарат. Перед відправкою «Кассіні» фізик Мічіо Каку заявив, що якщо запуск виявиться невдалим і станеться вибух ракети, то радіоактивний матеріал осиплеться дощем на людей, що знаходяться біля стартового комплексу. Агентство NASA і урядові структури поспішили запевнити всіх у тому, що така ситуація просто неможлива. На щастя, в кінцевому підсумку запуск дійсно пройшов без будь-яких проблем.

Два космічні апарати прибутку до Сатурну через 7 років з моменту їх запуску з стартового комплексу на мисі Канаверал. «Гюйгенс» висадився на Титан 14 січня 2005 року. З тих пір «Кассіні» зробив безліч орбітальних обертів навколо планети і її супутників. Завдяки йому ми отримали можливість по-новому поглянути на цю систему, розібратися в особливості кілець планети.

супутники

Починаючи від величезного Титана і закінчуючи крихітної місяцем Дафнис - спостереження «Кассіні» дозволили дізнатися багато нового про супутники цієї гігантської кільцевої планети. Сатурн і його супутники в буквальному сенсі можна розглядати як Сонячну систему в мініатюрі.

Пан (схожий на пельмень)

П'ять найцікавіших відкриттів «Кассіні»

Складно перерахувати весь вклад в планетарну науку, який вніс «Кассіні» за 13 років своєї місії, але зовсім нескладно зрозуміти, як багато ця місія означає для вчених на Землі. Нижче будуть представлені лише кілька найважливіших відкриттів, зроблених цим зондом більш ніж за десятирічний термін його роботи.

«Кассіні» не тільки помітив, але і пролетів крізь викиди рідкої води, вистрілює в космос з підповерхневого океану Енцелада. Відкриття виявилося дивним. Океан супутника, цілком можливо, має правильний хімічний склад, Необхідний для життя, що робить його однією з найбажаніших цілей для пошуку позаземного життя всередині Сонячної системи.

Спостерігаючи за Титаном, ми змогли дізнатися більше про себе. Дослідження одного з найбільших супутників Сатурна відкрило для нас складний світ озер з рідкого метану і дюн з вуглеводнів. Для непідготовленого спостерігача Титан може здатися схожим на Землю, але це явно чужа планета, що представляє собою ідеальний приклад різноманітності серед планетарних тел.

До моменту відправки «Кассіні» до Сатурну в 1997 році вченим було відомо лише про існування 18 супутників, що обертаються навколо кільцевого гіганта. Поки космічний апарат протягом семи років рухався до цієї планети, дослідники відкрили ще 13 супутників. Однак сьогодні, завдяки «Кассіні», ми змогли з'ясувати, що Сатурн є «татом» аж 53 супутників.

За час своєї роботи «Кассіні» вдалося отримати по-справжньому вражаючі зображення Сатурна, але, можливо, найбільш вражаючими і одночасно унікальними є фотографії полюсів планети. Нам вдалося в деталях розглянути шестикутний потік атмосферних течій, що оточують потужний шторм, що бушує на північному полюсі Сатурна. Згідно NASA, площа цього урагану в 50 разів більше, ніж площа середньостатистичного урагану на Землі.

Перед кульмінацією місії «Кассіні» зайняв положення між кільцями планети і самим Сатурном. І як з'ясувалося, тут неймовірно спокійно. Замість очікуваних пилових завихрень, метання між планетою і кільцями, «Кассіні» в рамках своїх останніх орбітальних обльотів виявив абсолютно порожній простір.

Місія, по якій будуть нудьгувати

Хоча, як уже зазначалося вище, місія «Кассіні» була не такою яскравою, як марсіанські, вона виявилася дуже корисною для сучасної астрономії. Щомісяця зонд відправляв на Землю по-справжньому унікальні, раніше небачені зображення і нові наукові дані. Багато починаючі астрономи побудували свої кар'єри на базі цих даних.

Завершення місії стане справжньою втратою для наукового і навколонаукового спільноти. Особливо на тлі того, що, крім зонда, який займеться вивченням супутника Юпітера Європи, у NASA і інших космічних агентств немає планів, принаймні у видимому майбутньому, продовжувати вивчення горизонтів віддалених світів Сонячної системи на кшталт Сатурна, Нептуна і Урану.

15 вересня 2017 року апарат «Кассіні» згорів в атмосфері Сатурна. Ця подія об'єднала любителів космосу по всій Землі. «Кассіні» був не просто якимось супутником. Він служив одним з головних символів космічних досліджень, та й науки в цілому. Таким же символом, як телескоп «Хаббл» або Великий адронний коллайдер.

«Кассіні» був запущений в далекому 1997 році. Просто уявіть - це рік виходу «Титаніка», Quake 2 і першого Fallout. За час роботи «Кассіні» виросло ціле покоління. Багато сучасні любителі астрономії зацікавилися космосом саме завдяки «Кассіні». Тому сьогодні ми згадуємо історію місії і віддаємо їй заслужену шану.

Від концепту до стартового майданчика

У 1980-1981 роках пара зробила історичний проліт повз Сатурна. Вони зробили перші детальні знімки планети, її кілець і супутників, провели аналіз атмосфери і магнітного поля. Результати вразили астрономів. З'ясувалося, що кільця Сатурна складаються з сотень тоненьких кілець, що утворюють складну систему. Титан, найбільший супутник Сатурна, виявився закритий непрозорим у видимому спектрі шаром вуглеводневої димки. Супутник Япет виглядав так, немов конструктор Сонячної системи забув його докрасіть: одне його півкуля блищало яскраво, як свіжий сніг, інше було чорним, як кіптява.

Збірка «Кассіні»

«Вояджери» фізично не могли затриматися у планети і довше її повивчати. Щоб розгадати загадки Сатурна і його супутників, була потрібна принципово інша місія. Апарат, який міг би вийти на орбіту навколо планети і досліджувати її кілька років.

У 1982 році вчені з NASA і ESA почали перші консультації про спільну довготривалої місії в систему Сатурна. Вона повинна була складатися з орбітального апарату і спускається зонда, який сів би на Титан і подивився, що відбувається на його поверхні. Місію назвали на честь Джованні Кассіні - знаменитого астронома XVII століття, який відкрив чотири супутники Сатурна і проміжок в його кільцях.

Переговори йшли непросто. У той час відносини між NASA і ESA були ускладнені скасуванням низки спільних проектів. Але в 1988 році партнери все-таки домовилися про розподіл обов'язків. NASA мало побудувати орбітальний апарат «Кассіні», ESA - спусковий зонд для Титана "Гюйгенс". Його назвали на честь Християна Гюйгенса, який відкрив кільця Сатурна і власне Титан.

Модель апарату "Гюйгенс"

На цьому проблеми «Кассіні» не закінчилися. Сумарний бюджет проекту перевищив три мільярди доларів (80% коштів виділило NASA), і американський конгрес не раз погрожував позбавити проект фінансування. Навіть в NASA не всі підтримували місію. Але «Кассіні» вижив - не в останню чергу завдяки зусиллям лобістів ESA. Справа дійшла навіть до листів віце-президенту США Альберту Гору з проханням не закривати програму. У підсумку, хоч і зі скрипом, місія отримала необхідне фінансування.

Останньою загрозою для «Кассіні» стали «зелені». Незадовго до старту екоактивісти почали демонстрації на мисі Канаверал і подали позов до суду, вимагаючи заборонити запуск. Причина? 32 кілограми плутонію-238 на борту станції. Справа в тому, що околиць Сатурна досягає в 100 разів менше сонячного світла, ніж Землі. Тому для отримання енергії «Кассіні» був оснащений радіоізотопним генератором.

Екоактивісти заявляли, що в разі аварії відбудеться радіоактивне зараження, і вимагали «врятувати Землю» від «Кассіні». І скільки б експерти NASA не пояснювали, що навіть при аварії плутоній залишиться в захищеному контейнері, це не могло переконати «зелених». На щастя, суд не взяв до уваги екологічні страшилки і не став скасовувати запуск.

Старт ракети «Центавр» з «Кассіні» на борту

Сім років в польоті

«Кассіні» стартував 15 жовтня 1997 року і попрямував до ... Венері. Тут немає ніякої помилки. Маса станції становила майже шість тонн, що робило її одним з найбільших міжпланетних апаратів в історії: більше важили лише радянські «Фобос». Потужності ракети не вистачало, щоб відправити таку махину відразу до Сатурну. Тому інженери скористалися гравітацією. «Кассіні» двічі пролетів Венеру, потім Землю і, нарешті, Юпітер. Ці гравітаційні маневри дозволили апарату досягти необхідної швидкості.

Пролітаючи повз Юпітер, «Кассіні» встиг вивчити цей газовий гігант. Він відкрив кілька нових штормів в його атмосфері і зробив найякісніші на той момент знімки планети. Заодно інженери перевірили працездатність інструментів станції.

«Портрет» Юпітера, складений з кількох фотографій «Кассіні»

На початку літа 2004 року «Кассіні» досяг околиць Сатурна. 11 червня апарат пролетів Фебу, один з найвіддаленіших супутників планети, що обертається майже в 13 мільйонах кілометрів від газового гіганта (це в 36 разів більше відстані між Землею і Місяцем). У «Кассіні» був лише один шанс відвідати цю незвичайну місяць, і його траєкторія була спеціально розрахована для близького прольоту.

1 липня «Кассіні» виконав вкрай складний маневр, від результату якого залежала доля всієї місії. Він пройшов успішно. «Кассіні» на 96 хвилин включив головний двигун і скинув швидкість, щоб його гравітацією змогла підхопити його. Так він став першим в історії штучним супутником Сатурна.

Таким «Кассіні» побачив Сатурн

Тринадцять років у Сатурна

«Я бачив речі, в які ви, люди, не повірите ...» Якби «Кассіні» міг говорити, він би обов'язково процитував «Того, що біжить по лезу». Вже з самого початку роботи апарат став здійснювати відкриття, одне неймовірніше іншого. Для любителів статистики скажімо, що за 13 років перебування при Сатурна станція зробила близько 400 тисяч фотографій і переслала на Землю понад 600 гігабайт інформації. За їх результатами вже написано близько 4000 наукових статей - і це число буде рости, тому що дані «Кассіні» аналізуватимуть ще довгі роки. Щоб описати всі досягнення місії, буде потрібно ціле зібрання творів. Ми лише коротко згадаємо основні віхи.

Однією з пріоритетних цілей місії був Титан. У січні 2005 року відокремився від «Кассіні» зонд "Гюйгенс" зробив історичну посадку на його поверхню. Знімки «Гюйгенса» продемонстрували складний рельєф з ділянками, що нагадують русла річок і берегову лінію. На фотографіях з поверхні видно округлі камені зі слідами впливу рідини.

Титан з двох сторін на фото «Кассіні»

Надалі «Кассіні» виконав понад сотню прольотів Титана. Апарат сканував радаром поверхню супутника, а зйомка в інфрачервоному діапазоні дозволила заглянути під його серпанок. Виявилося, що на Титані є озера, річки, моря і навіть йдуть дощі. Але не з води, а з рідких вуглеводнів - суміші етану і метану. Температура на Титані така, що ці речовини можуть існувати одночасно в трьох станах (Рідина, газ, тверда речовина) І виконують ту ж роль, яку на нашій планеті грає вода. Це єдине тіло Сонячної системи крім Землі, де є повноцінний кругообіг рідини, а на поверхні існують постійні водойми. Точніше, углеводородоёми.

Посадка «Гюйгенса» на Титан, концепт-арт

Запис атмосферного вітру на Титані, зроблена «Гюйгенсом» при посадці

В цілому умови на Титані багато в чому нагадують ранню Землю докіслородной ери. Супутник виявився своєрідною машиною часу: він дозволив вивчити процеси, які могли привести до появи життя на нашій планеті. Деякі вчені навіть висловлюють обережні припущення, що, незважаючи на низькі температури, на Титані вже зараз можуть існувати найпростіші форми життя.

Плато Меркатора, зняте «Гюйгенсом»

Відео посадки на основі фотографій з апарату

Але в системі Сатурна знайшлася ще більш приваблива для астробиологов мета - Енцелад. До місії «Кассіні» він вважався просто однією з численних крижаних місяців Сатурна, які не становлять особливого інтересу. Але вже після першого візиту «Кассіні» до Енцелада ці уявлення довелося докорінно переглянути.

Енцелад, планета гігантських гейзерів

Виявилося, що, незважаючи на відносно невеликі розміри (діаметр супутника - 520 кілометрів, майже в шість разів менше, ніж у Місяця), Енцелад - одне з найбільш геологічно активних тіл Сонячної системи. Його південний полюс густо засіяний гейзерами, які постійно викидають в космос воду. Ця вода формує навколо Сатурна окреме кільце. Виявлення гейзерів Енцелада стало науковою сенсацією. Програму «Кассіні» терміново змінили, і в наступні роки апарат не раз навідувався в гості до супутника. Кілька разів «Кассіні» пролітав прямо через його викиди, аналізуючи їх хімічний склад.

гейзери Енцелада

Зібрані «Кассіні» дані показали, що під крижаною поверхнею Енцелада знаходиться глобальний океан рідкої води. Його глибина оцінюється в 10 кілометрів, товщина льоду над ним становить від 2 до 30 кілометрів. хімічний аналіз викинутої води виявив в ній солі, органічні сполуки і речовини, що вказують, що в океані Енцелада йдуть активні гідротермальні процеси. Зараз цей супутник вважається найбільш придатним місцем для життя в Сонячній системі за межами Землі.

«Кассіні» зумів розкрити і загадку «недокрашенного» Япета. Виявилося, що відмінності в забарвленні супутника обумовлені пилом: удари метеоритів вибивають її з віддалених супутників Сатурна, і вона осідає на провідному півкулі Япета (це те півкуля, яким він рухається «вперед» по орбіті). Запилюжені ділянки нагріваються сильніше, ніж сусідні регіони. Як наслідок, лід з них випаровується і конденсується там, де температура поверхні нижче: на відомою стороні і в приполярних областях. Формується позитивний зворотний зв'язок: темні ділянки стають ще темнішими, і навпаки.

Також «Кассіні» відкрив іншу унікальну особливість Япета - кільцевої гірський хребет «стіна Япета», який тягнеться уздовж його екватора. Незвичайна зона має висоту до 13 кілометрів, завширшки до 20 кілометрів і загальну протяжність близько 1300 кілометрів. За однією з теорій, колись у Япета було кільце, і його частинки, впавши на поверхню, сформували стіну.

Чорно-білий Япет на знімках «Кассіні»

Але, звичайно, «Кассіні» вивчав не тільки супутники Сатурна, а й саму планету. За роки місії апарат зафіксував кілька змін пір року. Особливо яскраво вони проявилися в Гексагон - так називають розташований на північному полюсі планети дивовижний вихор шестикутної форми. Ширина цього утворення - 25 тисяч кілометрів, приблизно два діаметра Землі. «Кассіні» зафіксував, як з приходом літа в північну півкулю Сатурна гексагон змінив забарвлення з темно-синьою на золотисту. інтенсивність ультрафіолетового випромінювання збільшилася, це запустило фотохімічні реакції, і на північному полюсі почали синтезуватися сполуки (Толині), які і змінили колір шторму.

Шестикутний вихор Сатурна в 2016 році

«Кассіні» багато разів фотографував систему кілець Сатурна. Знімки продемонстрували їх незвичайну складність і мінливість. Численні супутники Сатурна впливають своєю гравітацією на кільця планети, через що в них формуються завихрення, хвилі, злами, петлі та інші структури. Орбіти деяких малих місяців проходять прямо всередині кілець. Їх гравітація розганяє частинки кілець, через що в тих формуються розриви. Інші супутники грають роль «пастухів». Наприклад, орбіти Прометея і Пандори проходять всередині і зовні кільця F. Гравітація пари супутників утримує частинки кілець на одній орбіті, не даючи їм розлітатися в різні боки.

Саме високоякісне фото кілець Сатурна

Не можна забувати і про таку мету «Кассіні», як популяризація космічних досліджень. Це виявилося нескладно. Сатурн - мабуть, найкрасивіша планета Сонячної системи, і його знімки напевно надихнули багатьох людей пов'язати своє життя з космосом.

Одне з найзнаменитіших зображень «Кассіні» було зроблено 19 липня 2013 року. В той день апарат виконував панорамну зйомку планети і її околиць. У момент зйомки Сонце знаходилося рівно за Сатурном, ефектно підсвічуючи його кільця. На одному зі знімків виявилася відображена і наша планета. З відстані 1,5 мільярда кілометрів вона виглядає як бліда блакитна точка.

«День, коли Земля посміхнулася»: знамените фото піддалося сильної корекції, щоб планети були видніше. Земля - \u200b\u200bце ледь помітна точка справа внизу під кільцями

Останнє пригода «Кассіні»

«Кассіні» часто називають ідеальною космічною місією. Апарат пропрацював набагато довше номінального чотирирічного терміну і виконав всі завдання без серйозних подій. Але, на жаль, у будь-якої техніки є фактор, що обмежує час її роботи. У випадку з «Кассіні» їм стали запаси палива, необхідного для корекцій курсу. Без нього управління апаратом стало б неможливо. Некерована станція могла врізатися в одну з супутників Сатурна і занести туди земні мікроби. Щоб виключити такий сценарій, в NASA вирішили спалити «Кассіні» в атмосфері планети.

Але перед цим апарату треба було пережити фінальне пригода - 20 витків у зовнішнього краю кілець Сатурна, а потім ще 22 витка між атмосферою планети і внутрішнім краєм її кілець. Ще жоден апарат не пірнав в цей проміжок. Маневр вважався дуже небезпечним, але оскільки місія і так була близька до завершення, в NASA вирішили піти на ризик.

Фінальний політ «Кассіні» в уявленні художника

Як і раніше, «Кассіні» з блиском виконав всі поставлені завдання. Він зібрав дані, які повинні дозволити головну загадку Сатурна - вік і походження його кілець. За однією з версій, вони сформувалися разом з планетою. За іншою, кільця набагато молодше і з'явилися в результаті недавнього (за космічними мірками) руйнування одного із супутників Сатурна. Дані «Кассіні» аналізуватимуть ще не один місяць, але попередні результати поки що говорять на користь другої версії.

«Кассіні» потрібно було виконати ще одну, останню задачу. Під час входу в атмосферу апарат використовував двигуни малої тяги, щоб якомога довше утримувати свою антену спрямованої на Землю. Уже розпадаючись на частини, «Кассіні» все одно продовжував передавати дані про склад газової оболонки і магнітному полі Сатурна. Навіть тут апарат зумів перевиконати план, протримавшись у таких екстремальних умовах на 30 секунд довше, ніж передбачали симуляції. Об 11 годині 55 хвилин 46 секунд за всесвітнім часом комплекс далекого космічного зв'язку NASA в Канберрі прийняв останній сигнал від «Кассіні». Сам апарат на той час вже розпався на уламки і перетворився в палаючий метеор.

З «Кассіні» в NASA прощалися без жалоби. Все-таки це не катастрофа, а фінал вдалою місії (NASA / Joel Kowsky)

Фінал місії викликав суперечливі емоції: гордість, захоплення, смуток і порожнечу. «Кассіні» пропрацював так довго, що вже складно пригадати часи, коли його не було. Можна уявити, що відчували учасники місії, які працювали над проектом ще з 1980-х, дивлячись на те, як пропадає сигнал апарату.

Стає ще сумніше, коли розумієш, що наступну подібну експедицію до далеких планет Сонячної системи доведеться чекати не менше десятиліття. На жаль, космічні дослідження - неспішну справу, і поки що на горизонті немає місії, порівнянної з «Кассіні» за амбітністю. Можна лише втішатися тим, що на основі зібраних станцією даних буде зроблено чимало нових відкриттів.

Спадщина «Кассіні» буде жити ще дуже довго. Фотографії Сатурна і його супутників, які він зробив, назавжди залишаться з нами. Завдяки «Кассіні» ми змогли побачити у всій красі ці космічні тіла, які раніше були для нас лише точками на небі.

П'ятнадцятого вересня 2017 року, близько 14:55 за московським часом, завершив свою багаторічну місію «Кассіні», космічний апарат, що склав найдетальнішу на сьогоднішній день картину Сатурна. Тепер завдяки «Кассіні» ми знаємо про нові світи-місяцях, де могла виникнути життя, про пристрій величезних і дивовижних кілець, а також про колосальні штормах, існуючих на газовому гіганті. Апарат зібрав величезний обсяг даних про єдиному супутнику в Сонячній системі, що володіє власною атмосферою, - Титані. На згадку про одну з найскладніших, дорогих і успішних міжпланетних місій ми пропонуємо згадати її головні результати.

Двадцять років тому

Розробка місії «Кассіні-Гюйгенс» почалася в 1982 році об'єднаною робочою групою Національної академії наук США і Європейського наукового фонду. У створенні апарату брало участь 19 країн і три космічних агентства (NASA, ESA і Італійське космічне агентство). До того моменту окільцьовану планету вже відвідали три апарати - «Піонер-11» (1979), «Вояджер-1» (1980) і «Вояджер-2» (1981). Одним з головних відкриттів попередніх місій стало те, що найбільший супутник Сатурна, Титан, має надзвичайно щільною атмосферою, яка не дозволяє безпосередньо досліджувати його поверхню. Крім того, стало зрозуміло, що полюса магнітного поля планети дивно точно збігаються з географічними - ця незвичайна знахідка сильно ускладнила, здавалося б, просте завдання: з'ясувати тривалість доби на Сатурні.

Нова об'єднана місія повинна була докладніше розповісти про особливості системи Сатурна. Спочатку вона повинна була тривати близько трьох років, а основна увага вчених була звернена на атмосферу Титана і Сатурна, магнітосферу газового гіганта, геологію його супутників і аналіз складу системи кілець.

П'ятнадцятого жовтня 1997 року апарат стартував з мису Канаверал. Подорож до Сатурна тривало більше шести років - «Кассіні» зробив гравітаційні маневри поблизу Венери (двічі), Землі і Юпітера і лише влітку 2004 року досяг мети. Наступні відкриття стали приводом до того, щоб тричі продовжувати місію: спочатку на два роки у зв'язку з сатурніанським рівноденням, потім ще на шість років під час зміни сезонів і, врешті-решт, на «Великий фінал» (Grand Finale) - заключний чотиримісячний етап .

Посадка на Титан

Одним з найбільш вражаючих результатів місії стала посадка спускається зонда "Гюйгенс" на Титан 14 січня 2005 року. Це унікальний супутник, що володіє щільною атмосферою (в півтора рази щільніше земної), єдиний подібний об'єкт у всій Сонячній системі. При розробці зонда дослідники враховували ряд теорій про те, що Титан може бути покритий метановим океаном, «Гюйгенс» був готовий як до приводнення, так і до посадки на твердий грунт. Як виявилося згодом, на Титані і правда є резервуари з рідиною - аміачно-метанові моря, але вони займають порівняно невелику частину супутника.

«Гюйгенс» не тільки вивчив склад атмосфери (поблизу поверхні частка метану доходить до п'яти відсотків, в іншому вона складається з азоту), а й виміряв швидкість вітрів поблизу поверхні супутника - вона виявилася порядку декількох метрів в секунду, що можна порівняти з несильними земними вітрами. Також зонд передав знімки з поверхні Титана і навіть записав звуки , Що оточували його при спуску. Наступний спільний аналіз даних з «Гюйгенса» і «Кассіні» дозволив припустити, що під поверхнею супутника знаходиться величезний водний океан.

Вчені також показали, що на Титані є свій аналог кругообігу води в природі, тільки роль води в ньому грає метан. Точно так само як на Землі бувають водні дощі, на Титані періодично відбуваються метанові дощі, а рельєф і форма каменів на поверхні супутника вказують на існування потоків рідини.

Діяльність «Гюйгенса» на Титані на сьогодні є прикладом єдиною успішної посадки у зовнішній Сонячній системі.

Хмари над Сатурном здалеку схожі на мазки космічної пензлем - це ефект взаємодії рідких складових в атмосфері планети

гейзери Енцелада

У 2005 році по фотографіях і іншими даними, зібраними «Кассіні», стало зрозуміло, що як мінімум одна з супутників Сатурна геологічно активна. Раніше вважалося, що це неможливо, оскільки супутники охололи і розташовуються занадто далеко від Сонця, однак над південним полюсом Енцелада апарат «побачив» явні сліди гейзерів - 250-кілометрові шлейфи води, що б'ють з-під поверхні. Їх джерелами виявилися довгі розломи на крижаній поверхні супутника - так звані «тигрові смуги».

У наступні роки вивчення цих шлейфів була присвячена значна частина зусиль місії. Спочатку дослідники довели, що їх джерело - це не ізольований резервуар, на зразок підлідного озера, а глобальний океан, що покриває весь супутник. Його глибина оцінюється в 45 кілометрів, товщина льоду над ним коливається від двох до двадцяти кілометрів.

Майже два роки тому апарат здійснив небезпечний маневр, пролетівши крізь водні шлейфи на висоті всього 49 кілометрів над поверхнею супутника. Його мас-спектрометри зафіксували велику кількість водню в викидах, а також метан і вуглекислий газ. Їх концентрації, як і сам факт наявності, вказують на те, що на дні океану йдуть гідротермальні процеси, які цілком можуть забезпечити енергією живі організми. Сьогодні Енцелад вважається одним з найперспективніших місць Сонячної системи для зародження позаземного життя.

Сатурн під час сонцестояння

народження кілець

Кільця - мабуть, сама впізнанна деталь Сатурна. Це розтягнулася на сотні тисяч кілометрів система з пилових кілець, товщина якої місцями становить лише десятки метрів. До сих пір невідомий ні вік кілець, ні їх точне походження. Астрономи розглядають цю систему як прообраз молодої Сонячної системи, в якій тільки починали формуватися планети.

«Кассіні» виявив незвичайну складність і мінливість цієї системи. Так, численні місяця Сатурна викликають своєю гравітацією різні завихрення в кільцях, як це відбувається в F-кільці під дією Пандори і Прометея. Деякі з кілець і раніше формуються, як, наприклад, E-кільце, матеріал якого викидають гейзери Енцелада.

Завдяки «Кассіні» був відкритий новий об'єкт в цій системі - кільце Януса-Епіметея, утворене з пилу і частинок породи, викинутої в зіткненнях Януса і Епіметея з різними небесними тілами. Також знімки з апарату дозволили виявити дивовижні структури на кордоні B-кільця - своєрідні «гори», що піднімаються над площиною кілець на 2,5 кілометра.

Крім того апарат відкрив, щонайменше, вісім нових супутників Сатурна, вивчаючи кільця. Серед них Полидевк, Паллена, Мефона, Анфа, Егеон і Дафніс. Діаметр цих небесних тіл не перевищує декількох кілометрів.

сезони Сатурна

Одне з головних достоїнств «Кассіні» - велика тривалість місії. За 13 років перебування неподалік від Сатурна апарат побачив кілька змін сезонів планети - від зими до літа в північній півкулі (сатурнианской рік триває майже 30 земних років). Незважаючи на те, що гігант знаходиться в десять разів далі від Сонця, ніж Земля, зміни в освітленості все одно призводять до значних змін в атмосфері газового гіганта. Наприклад, гігантський шестикутник, шторм правильної шестикутної форми, який вирує на північному полюсі, змінив за час місії свій колір з синього на золотистий. Вчені пов'язують це з хімічними перетвореннями, що відбуваються в атмосфері під дією зростаючої кількості сонячного світла в зв'язку з настанням літа.

північний полюс Сатурна в променях Сонця. Гігантський шестикутник над полюсом - шторм

З сезонами пов'язано ще одне явище на газовому гіганті - утворення «спиць» в кільцях Сатурна. Це довгасті клиновидні об'єкти, що обертаються разом з кільцями, але розташовані на деякій висоті над ними. «Спиці» були виявлені ще «Вояджер», але завдяки «Кассіні» стало зрозуміло, що це, по всій видимості, періодичне явище, яке спостерігається в кінці сатурнианской зими.

Через рік після сатурніанского рівнодення, з приходом весни в північну півкулю гіганта, дослідники виявили на знімках «Кассіні» величезний шторм. Його площа у вісім разів перевершувала площа поверхні Землі. Згідно зі свідченнями приладів, в штормі спалахувало до десяти блискавок в секунду. Його рушійною силою також виявилося змінюється освітлення.

Магнітне поле

Одне із завдань, що стояли перед «Кассіні», виявилася йому все ж «не по зубах». За добовим змін в магнітному полі Сатурна апарату належало з'ясувати, якою є справжня тривалість доби на планеті. Зазвичай такі коливання спостерігаються, коли магнітне поле трохи відхилена від осі обертання планети. Але в разі Сатурна відхилення між магнітним полем і полюсами виявилося менше 0,06 градуса.

Прямі спроби виміряти швидкість обертання по коливаннях магнітного поля дали досить великий розкид - від 10,6 до 10,8 години, в залежності від сезону вимірювань і півкулі, над яким знаходився апарат. Ряд додаткових вимірів запланований на «Великий фінал» місії.

І, звичайно, не можна не згадати сотні тисяч знімків , Зроблених «Кассіні» (частина з них ми вже публікували раніше - і), і гігабайти переданих наукових даних, ще очікують обробки. В останньому акті місії апарат зробив ряд небезпечних вимірювань, недоступних раніше. У тісних (всього кілька тисяч кілометрів над хмарами) зближеннях минулих чотирьох місяців зонд детально дослідив гравітаційне і магнітне поля Сатурна, зібрав інформацію про матеріал, з якого складаються внутрішні кільця. До втрати сигналу «Кассіні» продовжував передавати в режимі реального часу інформацію з мас-спектрометра, що дозволяє визначити, які речовини оточують апарат. На їх аналіз піде ще чимало часу, і цілком можливо, що його результати принесуть нові відкриття - наприклад, нарешті вирішиться загадка віку кілець Сатурна. Нам же залишається чекати нових публікацій від команди місії і сподіватися на швидке продовження досліджень в системі окільцьованої планети.

Володимир Корольов

Вид на кільця Сатурна C і B зсередини

У розробці апарату брало участь багато вчених з NASA і ESA. Він створювався для того, що б докладніше вивчити Сатурн і його супутники.

Кассіні є найскладнішим, великим і дорогим з американських автоматичних міжпланетних кораблів (бюджет проекту понад 3 млрд $). Вага його склав 6 тонн, а висота більше 10 метрів. На його борту було встановлено 12 наукових приладів і висувається штанга для магнитометра. Зв'язок із Землею забезпечує 4 метрова італійська антена. В апарата немає сонячних батарей, тому що на такому величезному видаленні від Сонця вони малоефективні. Енергією Кассіні забезпечують 3 радіоізотопних термоелектричних генератора, що містять в цілому майже 33 кілограми радіоактивного плутонію. Більше половини стартового ваги Кассіні займало паливо. До Кассіні прикріплений зонд Гюйгенс, призначений для посадки на Титан. Він також призначений для фотографування поверхні Титана.

політ Кассіні

Старт Кассіні було проведено 15 жовтня 1997 року. Щоб вивести його в космос була використана американська ракета Титан 4Б. Але цікавий той факт, що при виведенні апарату в космос, він був спрямований зовсім не в бік Сатурна, а скоріше в бік Венери. Вся справа в тому, що було вирішено скористатися гравітаційними маневрами, тобто скористатися гравітаційним полем планет. Таким чином в 1998 і 1999 роках Кассіні обернувся навколо Венери, в серпні 1999 року пройшов близько Землі зі швидкістю 69000км / ч, взимку 2000 року пролетів повз Юпітер, передавши на Землю його фотографії. У січні 2004 року фахівці почали активізувати апаратура Кассіні. Ще при підльоті до Сатурна апарат пролетів в 2068км від одного з його супутників Феби.

Знімки цього дивного супутника передані на Землю виявилися сенсаційними. Перед очима істориків-науковців постав астероїд неправильної форми, усіяний кратерами. При розгляді кратерів на деяких з них були виявлені шари якогось білої речовини. Припускали що це лід.

Для того щоб нарешті опинитися на орбіті Сатурна Кассіні виконав маневр гальмування. Це маневр був дуже важливим і суттєвим розрахунком, який заздалегідь був поміщений в комп'ютер апарату. День 1 липня 2004 настав. В 2:11 за Гринвічем Кассіні пройшов висхідний вузол траєкторії і подолав площину кілець Сатyрна. Через 24 хвилини включився один з двох гальмівних двигунів. Він працював 97 хвилин, за цей час Кассіні пройшов найнижчу точку над хмарами Сатурна (20000км до хмар). Для дослідження крім Феби були заплановані ще 8 супутників: Мімас, Діона, Гіперіон, Тефия, Рея, Енцелад і Титан, який став головним об'єктом дослідження серед супутників Сатурна.

Безумовно за 4 роки місії також буде вивчатися і сам Сатурн, адже він зберігає ще безліч загадок. Кільця Сатурна теж ретельно вивчаються. Вчені хочуть дізнатися їх склад, гравітаційний та електромагнітний ефект. Величезна увага буде приділена атмосфері планети. Ця планета має найменшою щільністю серед планет Сонячної системи. Взагалі проект вивчення розрахований на 4 роки, але енергії Кассіні вистачить ще на 200 років, так що можливо він ще не раз зможе повернутися до Титану і інших супутників. У вчених була ідея, потім відправити апарат у бік пояса Койпера, але швидше за все вони цього не зроблять, тому що і Сатурн і його супутники зберігають ще дуже багато таємниць.